耐蚀钢筋在混凝土模拟液中的电化学行为

利用电化学阻抗谱法(EIS)对比研究了新型耐蚀钢筋(00Cr10MoV)和普通低碳钢筋(20MnSiV)在混凝土模拟液中的自钝化、碳化以及碳化与氯盐耦合作用下的电化学行为,并利用扫描电镜(SEM)观察了钢筋表面腐蚀产物的形貌.结果表明,00Cr10MoV钢筋在钝化期的致钝性明显优于20MnSiV钢筋,且在碳化、碳化与氯盐耦合作用下,00Cr10MoV钢筋的耐蚀性也更强.电化学参数拟合中,00Cr10MoV钢筋在碳化期的钝化膜电阻和电荷转移电阻分别约为20MnSiV钢筋的3倍和58倍;00Cr10MoV钢筋在碳化和氯盐耦合作用期的钝化膜电阻和电荷转移电阻相比于20MnSiV钢筋分别提高约89%和99%.碳化与氯盐耦合作用后,00Cr10MoV钢筋表面仅生成少量点蚀坑,而20MnSiV钢筋表面则出现大量疏松的腐蚀产物.     

随机点蚀对Q460等边角钢抗拉性能的影响

为了揭示点蚀损伤对构件破坏模式和极限承载力的影响机理,完善腐蚀角钢构件的力学性能评估体系,基于腐蚀试验数据和数值模拟,提出针对随机点蚀角钢构件的有限元模型构建方法,研究腐蚀损伤体积、蚀坑尺寸和蚀坑分布位置对Q460点蚀等边角钢构件极限抗拉承载力的影响,并根据其极限抗拉承载力劣化规律,采用非线性回归的方式拟合了点蚀角钢极限抗拉承载力的折减公式.结果表明,随机点蚀角钢的极限抗拉承载力退化整体上与腐蚀损伤体积呈正相关,蚀坑半径和蚀坑分布位置对承载力的影响较小,但蚀坑深度和蚀坑分布范围的影响不容忽视,拟合的点蚀角钢极限抗拉承载力的折减公式较刚度折减法和厚度折减法误差更小,准确度较高,可见其适用于点蚀角钢构件极限抗拉承载力的计算,可以应用到实际工程分析中.     

不同热处理制度对LY12铝合金厚板化铣腐蚀坑的影响

本文研究了不同热处理制度对 LY12铝合金厚板化学铣削腐蚀坑的影响,表明这种合金化铣腐蚀坑产生的主要原因是溶质原子的偏析带,偏析带宽几十 μm。充分扩散退火能基本消除蚀坑,适当的过时效处理则可减轻蚀坑的出现.     

高强钢丝蚀坑尺寸对应力集中效应的影响

斜拉桥拉索钢丝的力学性能对腐蚀极为敏感,腐蚀使钢丝表面产生的蚀坑会导致应力集中,削弱钢丝局部的疲劳抵抗能力,从而吸引疲劳裂纹从这里成核,这通常是斜拉桥拉索承载力和使用寿命降低的直接原因。为研究钢丝蚀坑尺寸的影响,基于数值模拟的方法,建立三维蚀坑模型来探讨蚀坑的长、宽、深对应力集中的影响。采用ANSYS建立高强钢丝的有限元实体模型,基于蚀坑的不同尺寸比例,即蚀坑深宽比、长宽比,模拟了深窄形和开放形蚀坑。通过有限元软件计算所得数据拟合出蚀坑尺寸因素与应力集中系数的曲线,根据所得曲线,拟合出蚀坑处应力集中系数随不同尺寸比变化的近似计算公式。基于蚀坑的应力分布图和应力集中系数随尺寸比的变化规律,探讨了蚀坑的长、宽、深对应力集中效应以及蚀坑处应力分布的影响,并横向比较了3个尺寸因素对应力集中效应的影响程度,结果表明,高强钢丝应力集中系数会随蚀坑深宽比或宽深比的增加而增加,而随蚀坑长度的增加而减小。此外,蚀坑长度的变化对高强钢丝应力集中系数的影响最为显著,蚀坑深度次之,而蚀坑宽度的影响最弱。     

Ly12铝合金化铣蚀坑形成机理

研究了淬火转移时间与８ｍｍ厚Ｌｙ１２铝合金板化铣蚀坑出现的关系。发现瞬间淬火时，合金化铣不产生蚀坑；淬火转移时间稍长时，合金化铣将产生蚀坑。合金出现蚀坑时，微观组织上沿晶界有第二相析出。第二相沿晶界析出导致晶界抗腐蚀性能降低，是引起合金化铣时产生蚀坑的基本原因。     

盐蚀环境下沥青结合料化学组分及性能演化

为更好地认识盐蚀环境下沥青路面的性能损伤机理,在实验室内模拟除冰盐、融雪剂形成的盐蚀环境对沥青结合料的侵蚀作用。采用沥青四组分试验和原子力显微镜(AFM)试验评价沥青的化学组分及表面微纳观形貌特性。开展针入度、软化点、延度和粘度试验,探讨盐蚀环境下沥青结合料的性能演化情况。结果表明：在氯盐溶液中干湿循环和冻融循环处理后,沥青中的饱和分和芳香分含量减少,沥青质和胶质含量增加。沥青结合料表面粗糙度和蜂形结构面积百分比出现不同程度的下降。在盐蚀环境下,沥青结合料的针入度和延度均有不同程度的下降,软化点和粘度出现不同程度的升高。沥青结合料性能劣化的主要原因是在盐蚀环境中沥青的化学组分发生改变,出现一定程度的“盐老化现象”。     

基于人工神经网络模型的油气管线点腐蚀蚀坑深度的预测

作者设计了反向传播人工神经网络模型来预测油气管线点腐蚀蚀坑深度。用"留一法"训练了神经网络模型,使其具有最佳的预测性能。然后用经过训练的模型预测了一些样本的点腐蚀蚀坑深度。用散点图和三个统计学指标—均方误差(MSE)、相对均方误差(MSRE)和拟合分值(VOF)评价了人工神经网络模型的预测性能:散点图显示蚀坑深度的预测值与测试值符合程度较高;均方误差(MSE)值为0.0389mm,相对均方误差(MSRE)值为1.32%,拟合分值(VOF)的值为1.9992。从总体上看,人工神经网络模型具有较高的预测精度。     

残余应力存在时Cl-对304不锈钢管道点蚀行为的影响

探究残余应力状态对304不锈钢管点蚀行为的影响,采用开路电位、动电位极化、交流阻抗谱、Mott-Schottky等方法,研究应力状态及Cl^-浓度两种关键因素对冷弯加工后的304不锈钢弯管腐蚀行为的影响,测试弯管不同部位在100、1 000 mg/L的Cl^-溶液中的点蚀行为及钝化膜特性,分析了应力状态和Cl^-浓度对不锈钢点蚀行为的影响规律及对应腐蚀机理。结果表明,冷加工后304不锈钢U弯拉伸面、压缩面的残余应力分别为拉应力和压应力,未变形的直管部分几乎无应力。腐蚀试验表明,当Cl^-质量浓度为100 mg/L时,残余应力会增强不锈钢耐Cl^-点蚀的能力并降低钝化膜的载流子浓度,拉应力作用效果强于压应力,而无应力处蚀坑深度最大(80.426μm);当Cl^-质量浓度为1 000 mg/L时,拉应力与压应力均降低不锈钢耐Cl^-点蚀的能力,且拉应力处蚀坑深度(117.956μm)为同浓度下最大。     

冶金因素对钢点蚀扩展的影响

选择六种冶金因素各有特点的低碳钢和一种低合金钢,通过模拟闭塞腐蚀电池实验,结合冶金特点和腐蚀形貌分析,研究冶金因素对孔蚀扩展的影响. 结果表明,钢中固溶氧量、夹杂物、钙处理、磷含量及其偏析和合金元素镍铬等对点蚀扩展有重要影响. 钢中固溶氧量高、钙处理、高磷量和高镍铬量有利于抑制蚀坑扩展.     

蚀坑法求乍取向硅钢再结晶织构的ODF

取向硅钢的再结晶织构因晶粒粗大而难以用Ｘ射线衍射测量，根据板材表面金相蚀坑的几何特征，确定了晶粒在欧拉空间的取向／ψ，θ，ψ／，并编制了由蚀坑测量参数直接求算ＯＤＦ的软件程度，采用该程序快捷而准确地求算了具有粗大晶粒的取向硅钢的三次再结晶强构，实算结果表明这种方法合理、实用，弥补了Ｘ射线织构分析方法之不足。     

不锈钢裸表面在氯化物溶液中的点腐蚀

研究了不锈钢去膜表面在氯化镁介质中的点腐蚀现象。去膜表面发生点蚀的临界电位低于膜覆盖表面发生点蚀的临界电位。去膜表面的点蚀主要在晶界和夹杂起源。点蚀形貌是敏锐的条纹状花样。根据作者提出的裸表面与氯化物介质反应步骤模型讨论了点蚀特征电位的意义以及裸表面点蚀形成的过程。     

Pitting corrosion and crevice corrosion behaviors of high nitrogen austenitic stainless steels

Pitting corrosion and crevice corrosion behaviors of high nitrogen austenitic stainless steels (HNSS) were investigated by electrochemical and immersion testing methods in chloride solution, respectively. The chemical constitution and composition in the depth of passive films formed on HNSS were analyzed by X-ray photoelectron spectrum (XPS). HNSS has excellent pitting and crevice corrosion resistance compared to 316L stainless steel. With increasing the nitrogen content in steels, pitting potentials and critical pitting temperature (CPT) increase, and the maximum, average pit depths and average weight loss decrease. The CPT of HNSS is correlated with the alloying element content through the measure of alloying for resistance to corrosion (MARC). The MARC can be expressed as an equation of CPT=2.55MARC-29. XPS results show that HNSS exhibiting excellent corrosion resistance is attributed to the enrichment of nitrogen on the surface of passive films, which forms ammonium ions increasing the local pH value and facilitating repassivation, and the synergistic effects of molybdenum and nitrogen.     

桥梁缆索高强钢丝均匀腐蚀及点蚀的规律

为了研究桥梁缆索高强钢丝均匀腐蚀及点蚀的规律,采用酸性盐雾试验制作了6种共30根不同腐蚀程度的钢丝试件,通过质量分析、三维扫描等手段,研究了腐蚀高强钢丝均匀腐蚀深度、点蚀深度的演变规律.试验结果表明:均匀腐蚀深度随腐蚀时长的变化遵循幂函数规律,均匀腐蚀深度的变异系数随腐蚀时长减小;钢丝的点蚀深度服从正态分布,最大点蚀深度服从极值I型分布.最后,建立了均匀腐蚀深度与最大点蚀深度的预测模型,并运用于具体实桥分析预测中.     

阳极溶解型应力腐蚀点蚀演化的能量原理

作为一种不可逆的热力学过程,阳极溶解型应力腐蚀点蚀的演化受到表面能、体系应变能和电化学能的影响。基于能量学原理,对应力腐蚀点蚀演化过程中的能量问题进行研究,提出一种双变量半椭球模型描述点蚀的演化过程,推导点蚀形状参数在演化过程中的变化方程,并讨论远场应力等参数对点蚀形状参数以及体系能量变化的影响。结果表明:点蚀的形貌由初始的半球形状逐渐演化为半长椭球;点蚀的演化形貌为体系应变能与点蚀内表面的表面能共同竞争的结果,应变能加速点蚀形状参数的变化,而表面能则抵制点蚀的形状演化;远场应力对体系热力学势能的变化影响显著。     

锈坑应力集中对钢筋力学性能的影响

为了揭示锈蚀钢筋力学性能退化现象的本质,用锈后钢筋的最大截面损失率来表征其力学性能的变化.利用电化学快速锈蚀方法,获得了质量损失率在0～55%之间不同锈蚀程度的HRB335热轧钢筋.根据锈坑深度和残余截面周长的量测值及锈蚀形态,判断截面削弱最严重的位置,并估算出最大截面损失率,建立了锈蚀钢筋质量损失率与最大截面损失率之间的回归方程.通过静拉伸试验得到了锈蚀钢筋试件的名义强度值和断后延伸率.实验结果表明:锈蚀钢筋与未锈钢筋的名义强度比可近似取锈后钢筋的最大残余面积率,受锈坑应力集中的影响甚微;锈蚀钢筋的断后延伸率随最大截面损失率呈指数下降,受锈坑应力集中的影响显著.模拟锈坑的有限元分析结果与实验结果相同.锈蚀钢筋的脆性化倾向可能导致的结构或构件脆性破坏在评估和加固锈后钢筋混凝土结构时应予以重视.     

钛合金电解加工点蚀机理研究进展

 电解加工是一种很好的加工钛合金的方式，不但加工效率高，还可用于加工薄壁和异型构件，优势十分显著。然而，在低电流的电解加工过程中，钝化膜的自钝化和形成的点蚀不但会影响工件表面的粗糙度，而且也会影响非加工部位，因此有必要研究清楚钛合金点蚀的成因、发展过程和控制方法。详细综述了外加电压条件下钛合金点蚀发展的过程、机理和抑制点蚀的方法，同时阐释了相关抑制点蚀方式的优劣，展望了未来电解加工中抑制钛合金点蚀方法的发展趋势和研究方向。     

钢筋表面微区电位分布的原位测量

应用自行研制的扫描微参比电极联机测量系统,原位测量了钢筋在模拟混凝土孔隙液中表面微区电位分布.结果表明,钢筋在纯饱和Ca(OH)2溶液中处于钝态.当溶液的pH降低和外加Cl-时,钢筋表面微区电位分布即发生变化,电位差变大,钢筋表面随之发生点腐蚀.     

Pitting corrosion resistance of a novel duplex alloy steel in alkali-activated slag extract in the presence of chloride ions

In this study, two types of reinforcing steels (conventional low-carbon steel and a novel duplex alloy steel with Cr and Mo) were exposed to chloride-contaminated extract solutions (ordinary Portland cement (OPC) extract and alkali-activated slag (AAS) extract) to investigate their pitting corrosion resistance. The results confirm that the pitting corrosion resistance of the alloy steel is much higher than that of the low-carbon steel in both extract solutions with various NaCl concentrations. Moreover, for each type of steel, the AAS extract contributes to a higher pitting corrosion resistance compared with the OPC extract in the presence of chloride ions, likely because of the formation of flocculent precipitates on the steel surface.     

受腐蚀钢筋力学性能的试验研究

钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的首要因素.腐蚀会引起钢筋强度降低和延性减弱,进而导致结构承载能力下降.通过对一批已腐蚀钢筋的腐蚀量及腐蚀后力学性能的试验研究,分析了钢筋腐蚀的因素及腐蚀对钢筋力学性能的影响,认为该批钢筋力学性能的降低是腐蚀后受三种因素共同作用的结果;总结了钢筋各项力学性能指标与钢筋腐蚀程度的相关关系,提出当受腐蚀钢筋的重量损失率大于10%时,就应该考虑腐蚀对钢筋性能的影响,予以折减的结论;并总结了各腐蚀量参数间的关系,为衡量钢筋腐蚀程度和结构耐久性分析提供依据.